Лекция 7. Этап функционально- логического проектирования (продолж.)

•Асинхронная модель:

–Учитывает задержки элементов, наиболее универсальная, это совокупность рекуррентных уравнений, позволяющих при известном векторе V в предыдущих временных точках

и заданном законе изменения входных переменных U вычислять значения вектора V во всем диапазоне времени (строить временные диаграммы)

–Позволяет реально оценить гонки сигналов, риски сбоя

–Задержки моделируются

•Как постоянные (фиксированные) для каждого элемента,

•Как случайная величина,

•Как функция выходных характеристик элементов,

•Как рассчитанное значение по реальной топологии и характеристикам элемента.

Лекция 7. Этап функционально- логического проектирования (продолж.)

•Асинхронная модель (продолж.):

–Задержки - в виде относительных задержек, равных округленным до целого значениям ti/T, где Т -

длительность такта моделирования. Т - из условия, что он не превосходит минимальной задержки в схеме.

–Может использоваться многозначная логика.

–Пример: учет разброса задержек. Если задержка элемента имеет минимальное Kmin и максимальное значения Kmax и если входной сигнал поступает в момент времени t, то выходная переменная будет иметь значения 1 или 0 до момента времени t+Kmin и после момента t+Kmax, а между этими моментами состояние элемента считается неопределенным и отображается состоянием 2. Аналогия расчету наихудшего случая.

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

•Содержание:

–Обобщенная схема алгоритма

–Методы решения логических уравнений:

•Метод простой итерации

•Метод Зейделя

•Ранжирование переменных и уравнений

•Событийный алгоритм

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

•Обобщенная схема (продолж.):

–Блок 1 - ввод значений входных сигналов.

–Блок 2 – организация цикла по времени.

–Блок 3 - задание начальных значений вектора V.

–Блок 4 - организация цикла по итерациям.

–Блок 5 – формирование и решение уравнений модели схемы.

–Блок 6 - проверка сходимости итерационного процесса.

–Блок 7 - ограничение итераций в случае расходимости процесса.

–Блок 8 - изменение модельного времени на величину такта Т.

–Блок 9 - проверка условий окончания моделирования.

–Блок 10 осуществляет изменение номера итераций.

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

•Методы решения логических уравнений:

–Объем вычислений при логическом моделировании определяется количеством временных тактов (шагов), количеством решаемых уравнений и используемым методом решения уравнений.

–При моделировании современных сложнейших электронных схем, содержащих сотни тысяч логических элементов, этот объем может оказаться чрезмерно большим. Поэтому важно выбрать наиболее эффективные подходы к организации процесса моделирования и методы решения логических уравнений.

–Анализ синхронных моделей есть решение системы логических уравнений.

–Для решения систем логических уравнений применяют итерационные методы: простой итерации, Зейделя без ранжирования и с ранжированием, событийный подход.

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

•Методы решения логических уравнений (продолж.):

1. Метод простой итерации. Метод заключается в выполнении итераций по формуле

Vi+1 = F(Vi, U),

где Vi – значение вектора V на i-й итерации.

–При известном-векторе U и принятом начальном приближении Vо новое значение получается путем прямой подстановки

V1 = F(Vо, U).

–Далее, беря результат в качестве исходного, получаем

V2 = F(V1, U).

–Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равенство Vi+1 = Vi.

–Достоинства: простота реализации в программном обеспечении (необходимо лишь организовать внешний цикл, дополнительно хранить один массив).

–Недостатки: высокие вычислительные затраты, связанные с медленной сходимостью и необходимостью обращаться ко всем моделям элементов при решении уравнений.

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

•Методы решения логических уравнений

(продолж.):

Пример:a сравним& методы на простейшем примере

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

•Методы решения логических уравнений

(продолж.):

Основные уравнения:

1.e = a ^ c;

2.g = e v f;

3.p = g ^ q;

4.f = b ^ c;

5.h = g ^ d ^ c;

6.q = p ^ h.

Пусть входной вектор имеет следующие значения

U = (a, b, c, d) = (0110).

Пусть, также будет задан вектор начальных состояний V, записанный в первой строке следующей таблицы. В таблице каждая строка – состояние вектора V на каждой итерации.

Лекция 8. Алгоритмы программ логического проектирования

•Методы решения логических уравнений (продолж.):